生物啟發雙離子自組裝分子於標靶式光熱治療奈米系統之應用(1/3)

表面自組裝修飾層為奈米材料提供方便且有效的界面功能，可微調表面物理化學性質、保持良好膠體懸浮性、可生物功能化與產生環境應變性。但是，常用的poly(ethylene glycol) (PEG)修飾材料在高溫與高鹽環境下，立即喪失水合能力，造成大量非特異性吸附與顆粒聚集，進而影響奈米粒子的應用。這些問題凸顯新一代奈米材料的表面改質技術的必要性，本計畫將開發生物啟發高穩定雙離子修飾物(bioinspired zwitterionic cysteine betaine, Cys-b)，並應用在中空金包銀奈米殼(hollow Ag@Au nanoshell)，提供創新標靶式光熱治療奈米系統，將近紅外光有效轉成熱，快速灼燒癌細胞。此超親水雙離子修飾物Cys-b提供奈米殼抵抗生物沾黏、高膠體穩定性與光熱穩定性。此研究基於不同的水合機制，PEG靠氫鍵與水分子作用，易受溫度影響，而雙離子材料藉由離子水合作用，高溫下仍然維持高水合。Cys-b藉由硫醇基與奈米殼進行自組裝表面修飾，快速形成緊密排列之奈米尺度薄膜。我們將在乳癌細胞為標的，進行光熱治療，驗證Cys-b與anti-HER2抗體修飾後之奈米殼的標靶治療功效。本計畫將規劃四大方向：1.Cys-b與奈米殼之合成與物理化學鑑定；2.建立標靶式光動治療乳癌細胞；3.響應式二維Cys-b結晶階層結構之基礎研究與應用;4.利用多巴胺製作無基材選擇表面抗沾粘修飾技術。 本計畫將建立新型雙離子表面修飾材Cys-b，應用於標靶型奈米複合光動藥劑，結合高光熱轉換之奈米材料與先進表面化學，從材料設計、基礎物理化學探討到生醫應用。此外，我們也將建立離子分子自組裝之學理，提供應變式智慧型生物界面原子結構之基礎。此研究將提升奈米醫學與生醫材料的進步與發展。最後，本計畫將廣泛地影響醫療產業核心技術的建立與高階人才的培養。